Влияние кофе на нервную систему - Сайт про кофе

Влияние кофе на нервную систему

Влияние кофе на нервную систему

Влияние кофеина

Статья на конкурс «био/мол/текст»: Горит очередной дедлайн, вы устали. Знакомая ситуация? Что вы делаете в ней? Правильно, идете за кофе или энергетиками. Сегодня попытаемся разобраться в том, как это работает и как человек становится кофеманом.

Конкурс «био/мол/текст»-2019

Эта работа опубликована в номинации «Свободная тема» конкурса «био/мол/текст»-2019.

Генеральный спонсор конкурса и партнер номинации «Сколтех» — Центр наук о жизни Сколтеха.

Спонсор конкурса — компания «Диаэм»: крупнейший поставщик оборудования, реагентов и расходных материалов для биологических исследований и производств.

Спонсором приза зрительских симпатий выступила компания BioVitrum.

Почему человек засыпает?

Вопросами сна человечество занимается уже очень давно, но до конца эта тема (как и любая другая) не изучена, хотя и есть ряд неплохих концепций. Пионеры в изучении сна предполагали, что существует фактор сна — вещество, которое накапливается в течение дня и вызывает сонливость [1]. Считается, что первым попытался выделить фактор сна японский физиолог Куниоми Исимори (Kuniomi Ishimori) [2]. Также в числе первых были Рене Лежандр (René Legendre) и Анри Пьерон (Henri Piéron), которые вызывали сон у собак путем введения им субстанции, полученной из мозга других собак, лишенных сна [3].

Современные научные данные говорят о том, что на роль фактора сна хорошо подходит аденозин. Аденозин — рибонуклеозид, состоящий из аденина и рибозы [4], — играет огромную роль в нашем организме. Он является компонентом генетического материала клеток, кроме того, входит в состав «энергетических» соединений нашего организма — таких как аденозинтрифосфат (АТФ). Он выполняет и ряд других функций, но в контексте этой статьи интересной будет его роль в качестве сигнальной молекулы с широким физиологическим эффектом: как в головном мозге, так и за его пределами. За свои функции аденозин даже прозвали signal of life [5] и body’s natural defense [6].

Откуда в мозге берется аденозин?

Существует несколько его источников:

  1. Гидролиз АТФ [7].
  2. Результат деятельности клеток глии [1].
  3. Другие [7].

Но основным поставщиком является АТФ. Мозг человека потребляет до 25% всей энергии организма [8]. Получает он ее в основном из аденозинтрифосфата. Из аббревиатуры можно понять структуру молекулы: аденозин и три молекулы фосфата. Энергия высвобождается в процессе гидролиза АТФ. В одном из выпусков лекций на «Постнауке» Вячеслав Дубынин привел хорошую аналогию с этим процессом [9]. Он сравнил гидролиз АТФ с выстрелами из пистолета. Есть всего три выстрела (три возможности отщепить молекулы фосфата), и при каждом выстреле высвобождается энергия, которую клетки организма используют для различных процессов. И после трех выстрелов, как можно догадаться, остается лишь молекула аденозина. В течение дня аденозин накапливается, причем как внутриклеточно, так и внеклеточно. Внутриклеточный аденозин выходит из клетки с помощью специальных транспортных систем.

Далее аденозин начинает взаимодействовать с аденозиновыми рецепторами (рис. 1) [7], [10]. Всего различают четыре типа рецепторов: A1, A2A, A2B, A3. Они расположены на нейронах, а также на клетках других органов (сердца, почек и др.). Все четыре типа объединяют в суперсемейство рецепторов, сопряженных с G-белком, (GPCR) [7], про которые на «Биомолекуле» есть много интересных статей. Подробнее про 3D-структуру аденозиновых рецепторов вы можете почитать в статье «Структуры рецепторов GPCR “в копилку”» [11]. У каждого из этих рецепторов есть свои лиганды (вещества которые связываются с рецептором) — агонисты и антагонисты. «Так, а это что еще такое?» — спросите вы. На самом деле ничего сложного. Агонисты — вещества, которые могут связываться с рецептором и приводить к определенному эффекту (положительному или отрицательному). Антагонисты же могут только связываться с рецептором, но ни к какому эффекту это не приведет. То есть, по сути, они блокируют рецептор для связывания с агонистом. Что же является агонистами и антагонистами для аденозиновых рецепторов? На самом деле многие вещества (если заинтересовало, то об этом можно почитать в [4]), но я буду рассматривать два из них: аденозин и кофеин. Первый является агонистом, а второй — антагонистом аденозиновых рецепторов [7], [10].

В конкурсе участвует еще одна статья об аденозиновых рецепторах: «Аденозиновые рецепторы: история великого обмана» [12]. — Ред.

Рисунок 1. Структура аденозина и механизм его действия. Представлена химическая формула аденозина, где красным обозначены молекулы кислорода, а синим — азота. Как изображено на рисунке, рецептор состоит ровно из семи доменов — отличительная особенность всех четырех типов аденозиновых рецепторов. Розовый поток отражает эффект аденозина на клетку.

Читайте также:  Как приготовить кофе с Бейлисом

рисунок автора статьи

Итак, какое влияние оказывает аденозин, связываясь с рецепторами? Роль аденозина в индукции сна хорошо изучена [1], [13–16]. По сути, он вызывает у нас сонливость, пусть и с некоторыми оговорками, и это очень интересный механизм. Клетки мозга долго работают, накапливается много аденозина, он связывается с аденозиновыми рецепторами, и клетки получают сигнал о том, что пора бы «отдохнуть». Эти процессы позволяют нейронам не перенапрягаться.

Однако если углубиться, то все сложнее. Не все механизмы до сих пор понятны. Взаимодействуя с разными рецепторами, аденозин приводит к разным эффектам. Более того, имеются данные о том, что, взаимодействуя с одним и тем же рецептором (например, с A1A) в одной области мозга, аденозин может индуцировать сон, а связываясь в другой — пробуждение [1].

Давайте к делу

Как вы думаете, что общего у кофе, чая, шоколада, энергетиков и какао? Все они содержат кофеин. Да! После небольшой предыстории перейду к нему. Кофеин — химическое соединение из класса алкалоидов [17]. Это наиболее широко используемое психостимулирующее вещество [18–22], обладающее рядом физиологических и биохимических эффектов. Кофеин воздействует на нервную, сердечно-сосудистую, дыхательную, выделительную системы, на компоненты желудочно-кишечного тракта.

Кофеин содержится в семенах, бобах, листьях большого количества растений (кофе, чая, какао и др.). Потребляется он в основном в виде напитков (кофе, чая, энергетиков), шоколада и жвачек, но содержится также и в зубных пастах. В настоящее время подсчитано содержание кофеина в различных продуктах питания [23].

До 99% употребленного кофеина всасывается в кровь за 45 минут [24]. В плазме пик его концентрации наступает между 15 и 120 минутами после перорального (через полость рта) употребления [24].

Как кофеин влияет на организм человека? Его эффекты зависят от концентрации. В умеренных дозах он вызывает такие положительные субъективные эффекты, как прилив энергии, повышение активности, общительности, общего самочувствия. В больших дозах может привести к сильному возрастанию артериального давления и к другим нехорошим явлениям. Какие рекомендации по потреблению кофеина есть? До 400 мг/день — для взрослых, до 300 мг/день для беременных женщин, до 2,5 мг/кг/день для детей и подростков [20].

Практически все эффекты кофеина связаны с его ролью в качестве антагониста аденозиновых рецепторов (рис. 2). Дело в том, что кофеин имеет сходную структуру с аденозином, благодаря чему может связываться с его рецепторами. Но никакого стимулирующего или подавляющего действия на клетки при этом он не оказывает. Кофеин просто блокирует рецепторы для аденозина. Последний же не реализует свои эффекты и «художественно тоскует от своего горя», как пишет Андрей Курпатов (правда, он не совсем про кофеин). Этот момент является ключевым для понимания физиологического действия кофеина. Никакой энергии он не прибавляет, он просто не позволяет нейронам получить сигнал о том, что пора бы взять перерыв и отдохнуть. Человек же в это время чувствует невероятный прилив сил. Но, как можно было догадаться, мнимый. Все это длится примерно 2,5–4,5 часа [24]. Почему именно столько? Это так называемое время полужизни, или полувыведения, — период элиминации половины поступившего в организм вещества. Когда оно истекает, эффекты этого «бодрящего напитка» быстро исчезают. Аденозин связывается с освободившимися от кофеина рецепторами, и человек снова утомлен и хочет спать.

Рисунок 2. Структура кофеина и механизм его действия. Представлена химическая формула кофеина, где красным обозначены молекулы кислорода, а синим — азота. Розового потока, как в предыдущем рисунке нет — кофеин не оказывает влияния на клетки, он лишь блокирует аденозиновый рецептор.

рисунок автора статьи

Как я писал выше, аденозиновые рецепторы имеются не только в головном мозге. Они представлены и в сердце, и в почках. Физиологические эффекты кофеина на деятельность этих органов, возможно, также объясняются блокированием аденозиновых рецепторов. Если аденозин взаимодействует с рецепторами в сердце и почках, это приводит к ингибированию их деятельности. Если же кофеин блокирует рецепторы, то это проявляется как тахикардия (увеличения частоты сердечных сокращений) и полиурия (учащенное мочеиспускание). Эти эффекты, скорее всего, вам знакомы по личному опыту.

В последнее время в научной среде широко обсуждается терапевтический потенциал кофеина применительно к таким нейродегенеративным болезням, как болезни Альцгеймера, Паркинсона и др. [25], [26].

Вызывает ли кофеин зависимость?

Если следовать свежей ISD-11 (International classification of diseases, 11th revision — МКБ-11, Международная классификация болезней 11 пересмотра) от Всемирной организации здравоохранения, то да, кофеиновая зависимость относится к числу ментальных расстройств [25]. В DSM-5 (Diagnostic and statistical manual of mental disorders, 5th edition — Диагностическое и статистическое руководство по психическим расстройствам, 5 издание) от Американской ассоциации психиатров нарушения, связанные с употреблением кофеина, вынесены как объект дальнейших исследований [28], [29]. Также в DSM-5 для постановки диагноза «Расстройство, связанное с употребление кофеина» описаны диагностические схемы с девятью критериями [29], [30]. Ниже предложены три основных:

  1. Постоянные и безуспешные попытки сократить и контролировать потребление кофеина.
  2. Дальнейшее использование кофеина, несмотря на знание об имеющейся физической или психологической проблеме.
  3. Синдром отмены или использование кофеина с целью избавление от этого синдрома.

Важно отметить, что кофеиновая зависимость возникает не у всех людей. Для ее развития необходимы определенные условия (высокие дозировки кофеина, одновременное употребление разных кофеинсодержащих продуктов и др.) [30].

Читайте также:  Калорийность кофе с молоком и сахаром

Что такое синдром отмены? ВОЗ дает следующее определение: это группа симптомов разной кластеризации и степени тяжести, возникающих при прекращении или сокращении употребления психоактивного вещества, которое принималось неоднократно, обычно в течение длительного периода и/или в больших дозах [31]. То есть, по сути, это «ломка», уж извините за жаргон. Итак, когда человек на протяжении нескольких часов (от 12 часов [22]) не употребляет кофеин, то он начинает испытывать такие симптомы (рис. 4):

Вред кофе для здоровья: проблемы с сердцем и другие неприятности

Многие люди становятся заложниками своей привычки: чтобы начать рабочий день им нужно выпить одну-две чашечки кофе. Без них они чувствуют себя сонными и вялыми, нет настроя на работу. И это неспроста: кофеин — это психостимулятор, вещество, обладающее активирующим эффектом. Но, если кофеина в организме будет сверх меры, это приведет к подавлению иммунитета, перегрузке сердца, а также негативно отразится на внешнем виде, особенно коже лица и тела. Какой вред несет систематическое злоупотребление кофе, какие системы и органы страдают более всего?

Почему привычка пить много кофе вредна для здоровья?

Рекламные ролики, в которых продвигаются те или иные торговые марки кофейных напитков, рисуют нам романтичный образ потребителя кофе. Это успешные и счастливые люди, которые наслаждаются ароматным напитком утром, днем и вечером. Это подстегивает к тому, что у людей формируются привычки, ритуалы, связанные с потреблением кофе дома или на работе. Однако далеко не многие, протягивая руку к кофеварке за очередной чашечкой, задумываются о том — вредит ли напиток здоровью? Некоторые пытаются отказаться от употребления кофе, но привычки и формирование зависимости от напитка дают о себе знать. Человек становится раздражительным, сонливым, портится настроение. И, о чудо, одна маленькая чашечка эспрессо снова возвращает тонус и бодрость. Как тут устоять перед соблазном? Естественно, с этой привычкой бороться сложно, но вполне можно уменьшить количество напитка до относительно безопасных норм.

В среднем, один литр классического кофе содержит около 1000-1100 мг кофеина, а предельно допустимой дозой этого вещества в сутки считается около 500 мг. То есть, чтобы не было передозировки, в день допустимо пить не более 5 чашек кофе (из расчета 100 мл на порцию). Выше этой дозы могут проявиться симптомы отравления.

Вред кофе для нервной системы: депрессия, эмоциональность

Многие из нас испытывают постоянные стрессы и серьезные психические нагрузки, из-за чего нервная система работает в напряженном режиме. Не все способны адекватно справляться с реалиями жизни, что ведет к соматическим заболеваниям и депрессии. Казалось бы, тонизирующий и стимулирующий напиток может помочь с этим справиться, но это неверная мысль. Ежедневное потребление кофе в больших количествах приводит к истощению нервной системы, формированию хронического стресса, нарушению регулирования деятельности всех органов и усугублению проявлений депрессии. Это связано с тем, что постоянные возбуждающие импульсы, вызванные кофеином, подстегивают нервную систему как «загнанную лошадь», она требует активной работы от всего тела. Из последних сил клетки организма пытаются работать, но наступает период, когда может произойти срыв. Это приводит к психозам, агрессии, формированию депрессии, заболеваниям внутренних органов.

Помимо того, прием больших количеств кофе приводит к нарушениям сна, аппетита и формированию раздражительности, нервозности. Эти явления помогают в прогрессировании депрессии до такой степени, когда требуется уже помощь специалиста и особое лечение.

Влияние кофе на сердце и сосуды

Не меньшее негативное влияние избыток кофеина в составе бодрящего напитка оказывает на сердце и сосудистый тонус. Перевозбуждение нервной системы влечет за собой ускорение обмена веществ, а это требует повышенной доставки в ткани кислорода и питания. Стимуляция сердца приводит к развитию тахикардии, резкого учащения сердцебиения. Соответственно, нагрузка на миокард возрастает. Кроме того, происходит и раздражение сосудодвигательного центра мозга, что приводит к повышению давления за счет спазма мелких сосудов в тканях и органах. Действие кофеина от принятой чашки кофе не очень длительное, и здоровое сердце вполне справится с такой нагрузкой. Но, если постоянно потреблять много кофе, стимуляция становится чрезмерной, что формирует повышенные риски как гипертонии, так и ишемической болезни сердца. Это влечет за собой угрозу инфаркта. Особенно такое увлечение бодрящим напитком опасно для людей, страдающих сердечными и сосудистыми патологиями, для них наиболее опасен заваренный кофе, где кофеина более всего.

Влияние кофе на иммунитет

Поимо прочих неприятностей, выявлено также и негативное влияние избыточного потребления кофе на иммунитет. Связано это сразу с несколькими, одновременно влияющими негативными изменениями в организме. Обладая мочегонным эффектом, кофеин стимулирует потерю с мочой многих ценных минеральных компонентов, необходимых для полноценного функционирования иммунитета. Кроме того, стимуляция обменных процессов приводит к повышенным расходам витаминов, которые также играют немалую роль в осуществлении иммунных реакций. Учитывая тот факт, что тело человека, живущего в условиях мегаполиса, зачастую страдает от скрытого дефицита витаминов, прием больших доз кофеина только усугубляет ситуацию.

Помимо этого, кофе отрицательно влияет на работу щитовидной железы, подавляя синтез ее гормонов, что также влияет на иммунитет. Добавим сюда проблемы со сном, вызываемые избытком кофе, стресс, а также нарушение аппетита, а, значит, и изменение потребления белка, который является основой для построения защитных антител.

Как кофе воздействует на нервную систему человека и его психику

Возможен ли вред кофе для психики? Что хуже, растворимый кофе или молотый? Какие особенности выработки кофе без кофеина? Одинаково ли кофе влияет на всех людей? Кофе, что делается без кофеина, — как он влияет на человека? Как быстро может развиться зависимость к кофе, и что будет, если резко перестать его употреблять?

Читайте также:  Капсульная кофеварка Bosch

Возможные опасности от употребления кофе

С самого начала появление кофе в Европе, а это было в XVII столетье, начались рассуждения о том, вредит ли он для человека или приносит пользу. Кофе, имеющий очень тонкий аромат и приятный вкус, сразу завоевал внимание элиты общества, а потом без исключения всего человечества.

Как в отношении многих других продуктов к кофе возникла масса вопросов, и, соответственно, появилось множество теорий о его влиянии на организм человека. Конечно, всем известно, что он — бодрящий напиток, который активизирует человека с утра и придает ему лучшую способность думать. В то же время — это предотвращающий старение и придающей бодрости антиоксидант или бомба замедленного действия, что постепенно ослабляет нервную систему. Итак, вредит этот напиток организму или нет?

Если подумать, то нет на 100 процентов полезных напитков, так как нет и вредных. Мы только можем сравнить вред и пользу. И лишь тогда возможно определить для каждой категории людей, — хорош этот напиток или нет. Что ж, попробуем все-таки определить, приносит ли кофе вред для психики. И какой вид кофе может быть полезен.

Какой кофе вредит больше – молотый или же растворимый?

Все теории о вредности кофе учёные касаются только нерастворимого, который заваривают в турке ну или в современной кофемашине. Надо заметить, что растворимый кофе настоящие гурманы не употребляют, оно больше известно в развивающихся странах и в России.

Давайте посмотрим, какой же напиток – натуральный или растворимый вредит больше.

Как выяснилось, каждый из них вредит по-своему. Во всех рекламах нам говорят, что растворимый кофе сделан из натуральных зёрен. При его изготовлении от натурального кофе остается самая малость. Но оно может быть полезным людям с неврозами, тех, кто имеет проблемы с сердцем, психоэмоциональные нарушения. А также тем, кому противопоказана лишняя активность и возбуждение. В то же время оно приносит вред людям с печёночной недостаточностью, при повреждённых органах пищеварения и нарушении обмена веществ. Когда кофейные зёрна обрабатывают, то добавляют в напиток такие вещества, которые повреждают внутреннюю поверхность желудка и печёночные клетки. В таком случае только вам решать приносит оно вред психике или желудку.

Считается, что кофе, в котором нет кофеина, не является таким вредным. Потому как в нём нет тех элементов, которые в принципе опасны. Но это не так! Процесс, при котором отделяют кофеин, требует применения достаточно большого количества химикатов, что никак не полезней кофеина.

Действие кофеина в организме

Учёные доказали, что кофеин расщепляется у каждого человека по-разному, в одних организмах быстро, в других медленно. И если после выпитого кофе у вас участилось сердцебиение, повысилось давление, то в вашем организме кофеин растворяется быстро. Если же просто хочется спать, то – медленно. Но дело в том, что мы не знаем из чего, состоит наш организм, каковы его особенности, и поэтому обследуем его методом проб и ошибок. Но порой это может стоить здоровья, ведь можно заработать гипертоническую болезнь, которая, как известно, неизлечима. И ещё на восприятие к кофе может влиять даже погода, атмосферное давление и количество гормонов в организме. В таком случае разве можно говорить о пользе напитка, если все так изменчиво.

Возникновение зависимости к кофе.

Кофе как наркотик вызывает привыкание. Это было доказано уже очень давно. Конечно, он не приносит такой вред, как экстази или другие наркотики. Но если регулярно, длительно и в больших количествах его употреблять, то человек не сможет полноценно работать, не выпив при этом чашечку кофе. А если не выпить, появляется подавленное состояние, начинаются головные боли, слабость, сонливость, депрессия, в общем, состояние — как ломка у наркоманов.

Вся причина в том, что мозг имеет свой «возбудитель» — аденозин. Он также имеется и в кофе. Когда мы постоянно пьем это «энергетическое зелье», то мозг стает ленивым и не хочет вырабатывать свой энергетик. Но раз уж все-таки возникла зависимость, то все эти симптомы надо пережить. У одних это может длиться до месяца, у других зависимость проходит через несколько дней.

Давайте сделаем выводы

Вроде бы маленькая чашечка кофе, а как много всего он делает в нашем организме, особенно в мозге. На первый взгляд все кажется так банально, ведь кофе – всего лишь ароматный вкусный напиток. Опасность заключается в том, что если пить натуральный напиток и постоянно, то можно стать чуть ли не наркоманом. Но если просто заменить его растворимым это еще хуже, ведь тогда можно ещё заработать множество разных болезней благодаря химикатам, которые туда добавляют при изготовлении. И в придачу если стать зависимым, то бросив пить кофе, рискуете оказаться временно очень ленивым и впасть в депрессию. Также было доказано, что у кофеманов есть тяга к разным другим зависимостям, таким, как курение и алкоголь. Так что давайте сделаем правильные выводы!

Ссылка на основную публикацию